影响化学反应速率的因素省赛一等奖

第二节影响化学反应速率的因素2020年下学期长沙市第十一中学高一化学2020年下学期长沙市第十一中学高一化学学习目标1理解外界条件，浓度，温度，压强，催化剂等对化学反应速率的影响2初步运用又要碰撞理论和活化分子等知识，解释外界条件对化学反应速率的影响，3初步学会设计对照实验比较条件的改变对化学反应速率快慢的影响一、有效碰撞理论1化学反应：断裂生成重新组合有效碰撞2020年下学期长沙市第十一中学高一化学2有效碰撞：有效碰撞2020年下学期长沙市第十一中学高一化学【注意】发生有效碰撞的分子一定是活化分子，但是活化分子发生的碰撞不一定都是有效碰撞，只有具有合适取向的碰撞才能发生有效碰撞。二、影响化学反应速率的因素反应物的本性2020年下学期长沙市第十一中学高一化学1浓度：增大减小增多增加加快2020年下学期长沙市第十一中学高一化学2压强：增大减小减小增大加快2020年下学期长沙市第十一中学高一化学3温度：增大减小增加增多增大2020年下学期长沙市第十一中学高一化学4催化剂：加快活化能增大2020年下学期长沙市第十一中学高一化学5其他因素对化学反应速率的影响：如光辐照、放射线辐照、超声波、电弧、强磁场、高速研磨、增大反应物_________等，均会对化学反应速率产生影响。接触面积2020年下学期长沙市第十一中学高一化学【联想】催化剂能成千上万倍地增大反应速率，可逆反应的正、逆反应速率同时等倍增大，它能缩短反应的时间，但不会改变可逆反应进行的程度，也不会改变化学反应的反应热。1下列说法正确的是A增大压强，活化分子百分数增加，化学反应速率一定增大B升高温度，单位体积内分子总数不变，但活化分子数增加C分子间所有的碰撞均为有效碰撞D加入反应物，使活化分子百分数增加，化学反应速率增大2020年下学期长沙市第十一中学高一化学2决定化学反应速率的根本因素是A温度和压强 B反应物的浓度C参加反应的各物质的性质 D催化剂的加入3要增大锌与盐酸反应的速率，所采取的下列措施无效的是A增大盐酸的浓度 B提高反应的温度C用锌粉代替锌片 D用纯锌代替粗锌1【解析】选B。增大压强和加入反应物，只能增大单位体积内活化分子数，活化分子百分数不变，A、D项错误；有效碰撞是能够发生化学反应的碰撞，C项错误。2020年下学期长沙市第十一中学高一化学2【解析】选C。决定化学反应速率的根本因素是参加反应的各物质的性质，其余选项都是外界条件。3【解析】选D。A、增大盐酸的浓度，反应速率加快，不选A；B、提高反应的温度，可以提高反应速率，不选B；C、锌粉代替锌片，反应速率加快，不选C；D、粗锌中含有杂质可以形成原电池，反应速率快，所以用纯锌代替粗锌，反应速率减慢。4下列四个试管中，过氧化氢分解产生氧气的反应速率最快的是试管温度过氧化氢溶液浓度催化剂A常温3%B常温6%C水浴加热3%D水浴加热6%MnO22020年下学期长沙市第十一中学高一化学4【解析】选D。一般情况下，温度越高，反应物的浓度越大，反应速率就越快。使用催化剂可以加快反应速率，选项D是正确的。2020年下学期长沙市第十一中学高一化学5下列说法中正确的是A催化剂能使不起反应的物质发生反应B催化剂在化学反应前后，化学性质不变，质量改变C催化剂能改变化学反应速率D电解水时，往水中加少量NaOH，可使电解速率明显加快，所以NaOH是这个反应的催化剂2020年下学期长沙市第十一中学高一化学6中国已经成为全球最大轿车生产国，汽车尾气正成为城市的主要空气污染源。NO和CO都是汽车尾气中的有害物质，它们能缓慢反应生成N2和CO2，为控制汽车污染有人提出以下建议，你认为合理的是A增大压强B使用催化剂 C降低压强D提高反应温度5【解析】选C。催化剂能改变反应速率，但不能使不起反应的物质发生反应，故A项错；C项对；催化剂在反应前后质量和化学性质都不变，故B项错；D项中加入NaOH增加了水的导电能力，NaOH不是催化剂，故D项错。2020年下学期长沙市第十一中学高一化学6【解析】选B。虽然增大压强，使用催化剂，升高温度都能加快反应速率，但考虑到实际情况，B项最合理。一、化学反应速率的影响因素思考探究：对于反应As2BgCgDgΔH>0，分析：1增加A的用量，化学反应速率如何变化？2升高温度时，正反应速率增大，逆反应速率呢？3若在体积固定的密闭容器中，充入氦气，化学反应速率如何变化？2020年下学期长沙市第十一中学高一化学【总结归纳】1浓度：1固态或纯液体的浓度是恒定常数，则有：①增加其用量时，化学反应速率不变；②增大其表面积或将固态溶于溶剂中，化学反应速率增大。2气体或溶液：增大反应物浓度，反应速率增大。2020年下学期长沙市第十一中学高一化学2020年下学期长沙市第十一中学高一化学2温度：1升高温度，吸热反应、放热反应的化学反应速率都增大，但吸热反应增大的多；2降低温度，吸热反应、放热反应的化学反应速率都减小，但吸热反应减小的多。3催化剂：催化剂同等程度的改变正、逆反应的化学反应速率。4压强：改变压强，对化学反应速率的影响的根本原因是引起浓度改变。所以在讨论压强对反应速率的影响时，应区分引起压强改变的原因。1对于没有气体参与的化学反应，改变压强，对化学反应速率无影响。2020年下学期长沙市第十一中学高一化学2对于有气体参与的化学反应，有以下几种情况：①恒温恒容时：a充入气体反应物总压强增大浓度增大反应速率加快。b充入“无关气体如He、Ne、Ar、N2等不参与本反应也不干扰本反应的气体，下同”总压强增大，但各分压不变，即各反应物浓度不变，则反应速率不变。②恒温恒压时：充入“无关气体”体积增大各反应物浓度减小反应速率减慢。2020年下学期长沙市第十一中学高一化学【易错提醒】1增大反应物浓度，即增大了单位体积内活化分子的数目，但活化分子的百分率没有增大。2对于固体或液体，压强的变化，基本不影响其浓度，也不影响其反应速率。3对于固体来说，若表面积不变，只改变用量不影响反应速率，若改变固体状态，改变了表面积，会影响反应速率。2020年下学期长沙市第十一中学高一化学1下列有关化学反应速率的说法中，正确的是A100mL2mol·L-1的盐酸与锌反应时，加入适量的氯化钠溶液，生成氢气的速率不变B用铁片和稀硫酸反应制取氢气，改用铁片和浓硫酸可以加快产生氢气的速率C进行草酸与高锰酸钾的反应实验时，加入少量草酸晶体可加快溶液褪色速率D在密闭容器中发生反应：CsH2OgCOgH2g，增加C的量可增大该反应的速率2020年下学期长沙市第十一中学高一化学1【解题指南】解答本题应注意以下两点：1反应物的性质是决定化学反应速率的主要原因。2单纯增加固体的量不能加快化学反应速率。2020年下学期长沙市第十一中学高一化学【解析】选C。加入NaCl溶液后稀释了盐酸，使cH减小，反应速率减小，A项错误；改用浓硫酸后，因发生钝化不产生氢气，B项错误；增加草酸的浓度，使高锰酸钾溶液褪色速率加快，C项正确；C为固体，增加C的量对各物质浓度改变均无影响，因此反应速率不会改变，D项错误。【延伸探究】1若C项中草酸与高锰酸钾的反应较慢，还有哪些方法可以加快MnO4溶液的褪色速率？提示：升高溶液的温度。2B项中铁片改为锌粒，反应速率是否相同？提示：不相同。锌粒与稀硫酸、锌粒与浓硫酸的反应实质不同。2B3C，下列说法中正确的是A某温度时，化学反应速率无论用A、B、C中任何物质表示，其数值都相同B其他条件不变时，降低温度，化学反应速率减小C其他条件不变时，增大压强，化学反应速率一定加快的物质的量，化学反应速率一定会发生明显的变化2020年下学期长沙市第十一中学高一化学3一定量的锌粉和6mol·L-1的过量盐酸反应，当向其中加入少量的下列物质时，既能够加快反应速率，又不影响产生H2总量的是①CuO②铜粉③铁粉④浓盐酸A①② B②④ C③④ D①②④2【解析】选B。A项，对于该反应，用不同的反应物或生成物表示的反应速率，其数值不相同，A错；C项，如果反应物、生成物都不是气体，则增大压强对化学反应速率无影响，C错；D项，若A是固体或纯液体，增大或减小A的物质的量，对化学反应速率没有明显影响，D错。2020年下学期长沙市第十一中学高一化学3【解析】选B。铜粉与n形成原电池，加快反应速率。浓盐酸增大H的浓度，反应速率加快，CuO与HCl反应生成Cu2，Cu2与n反应，H2的量减少。铁粉与盐酸反应，产生H2，使H2的量增加。4一定条件下，可逆反应CsCO2g2COgΔH>0，达到平衡状态，现进行如下操作：①升高反应体系的温度；②增加反应物C的用量；③缩小反应体系的体积；④减少体系中CO的量。上述措施中一定能使反应的正反应速率显著增大的是A①②③④ B①③C①②③ D①③④2020年下学期长沙市第十一中学高一化学4【解析】选B。①升高反应体系的温度正反应速率增大；②碳是固体，增加反应物C的用量，反应速率不变；③缩小反应体系的体积，压强增大，反应速率增大；④减少体系中CO的量，正反应速率瞬间不变，然后逐渐减小。2020年下学期长沙市第十一中学高一化学二、有关化学反应速率的图象分析在反应速率v-时间t图象中，在保持平衡的某时刻t1改变某一条件前后，v正、v逆的变化有两种：1改变物质的浓度：1增大反应物浓度如下左图，增大生成物浓度如下右图：2020年下学期长沙市第十一中学高一化学2减小反应物浓度如下左图，减小生成物浓度如下右图：2020年下学期长沙市第十一中学高一化学2改变压强和温度：以反应2gYggΔH<0为例1增大压强如下左图，减小压强如下右图：2020年下学期长沙市第十一中学高一化学2升高温度如下左图，降低温度如下右图：2020年下学期长沙市第十一中学高一化学3加入催化剂：2020年下学期长沙市第十一中学高一化学【易错提醒】1分清曲线是连续的，还是跳跃的。若是连续的，可能是浓度的变化引起的；若是跳跃的，可能是压强、温度或催化剂的改变引起的。2分清“渐变”和“突变”。3增大反应物浓度的瞬间，v正突变，v逆渐变；升高温度和使用催化剂，v正、v逆均突变。2020年下学期长沙市第十一中学高一化学【拓展深化】化学反应速率图象的类型1化学反应CaCO32HCl====CaCl2CO2↑H2O。①其他条件一定，反应速率随着cHCl的增大而增大，如图中Ⅰ所示。2020年下学期长沙市第十一中学高一化学②其他条件一定，反应速率随着温度的升高而增大，如图中Ⅱ所示。③随着反应时间的延长，cHCl逐渐减小，化学反应速率逐渐减小，如图中Ⅲ所示。2化学反应2H2SgSO2g====3Ss2H2Ol。①其他条件一定时，增大气态反应物的压强缩小容器的容积，反应速率随着压强的增大而增大，如图1所示。②其他条件一定时，减小气态反应物的压强扩大容器的容积，反应速率随着压强的减小而减小，如图2所示。2020年下学期长沙市第十一中学高一化学③温度、容器的容积都一定时，随着时间的增加，SO2、H2S的物质的量逐渐减小，气体的压强逐渐减小，反应速率逐渐减小，如图3所示。④分别在较低温度T1和较高温度T2下反应，且反应体系的压强逐渐增大缩小容器的容积，则反应速率随着压强的增大而增大且随着温度的升高而增大，如图4所示。2020年下学期长沙市第十一中学高一化学gYgs3WgΔH<0。达到平衡后，t1时刻改变某一条件所得v-t图象如图，则改变的条件为A增大压强B升高温度C加催化剂D增大生成物浓度2020年下学期长沙市第十一中学高一化学1【解题指南】解答本题需注意以下3点：1图象中t1时刻正、逆反应速率都增大。2增大压强和升高温度能使正、逆反应速率同时增大。3增大压强对系数大的反应影响大，温度对吸热反应影响大。2020年下学期长沙市第十一中学高一化学【解析】选B。图象特点：t1时刻正、逆反应速率都增大，但逆反应速率增大得多，因为该反应正反应是放热反应，故升高温度时，正、逆反应速率都增大，但逆反应速率增大得多，B正确；该反应是气体体积不变的反应，故增大压强时，正、逆反应速率都增大，且增大的程度相同，A错误；加入催化剂，正、逆反应速率都增大，且增大的程度相同，C错误；增大生成物浓度，逆反应速率瞬间增大，但正反应速率在这一瞬间不变，故D错误。【延伸探究】1如果增大压强，则v-t图象为________________。提示：增大压强，正逆反应速率增大的程度相同，其图象为2增大生成物的浓度，v-t图象是否发生改变？提示：增大生成物的浓度，逆反应速率瞬间增大，而正反应速率瞬间不变，其图象为块状碳酸钙与足量盐酸反应，固体反应物损失的质量随时间的变化曲线如图中的实线所示。在相同的条件下，bga>b粉末状碳酸钙与同浓度盐酸反应，则相应的曲线图中虚线所示正确的是2020年下学期长沙市第十一中学高一化学2【解析】选C。固体物质反应速率与接触面积有关，粉末状碳酸钙与盐酸反应比块状碳酸钙与盐酸接触面积大，反应速率大，且a>b，故选C。2020年下学期长沙市第十一中学高一化学3将001mol相同颗粒大小的镁粉、铁粉分别加入到盛有50mL1mol·L-1硫酸的两烧杯甲和乙中，下图能正确反映实验结果的是2020年下学期长沙市第十一中学高一化学3【解析】选A。n金属=001mol，n硫酸=005mol，且镁、铁与硫酸反应时均生成2价硫酸盐，所以硫酸均过量，则生成的氢气的物质的量相同，又因为镁比铁活泼，故镁与硫酸反应时更快，A正确。2020年下学期长沙市第十一中学高一化学4在相同条件下，做H2O2分解对比实验时，其中1加入MnO2催化，2不加MnO2催化。下图是反应放出O2的体积随时间的变化关系示意图，其中正确的是2020年下学期长沙市第十一中学高一化学4【解析】选A。由图象知，横坐标为时间，纵坐标为VO2，只要H2O2的量相同，两种情况下最终产生O2的体积相同，1中加入MnO2作催化剂，加快了H2O2的分解速率，在相同时间内产生O2的体积比2大，反应结束时所用时间短，故选A。2020年下学期长沙市第十一中学高一化学【备选要点】“控制变量法”在讨论外界因素对反应速率影响中的应用1控制变量法：物质变化往往受到多个因素的影响，在研究化学反应与外界因素之间的关系时，对影响物质变化规律的因素或条件加以人为控制，使其他几个因素不变，集中研究其中一个因素的变化所产生的影响，以利于在研究过程中，迅速寻找到物质变化的规律。常涉及的题型有：1外因浓度、温度、压强等对化学反应速率、化学平衡的影响；2物质性质的递变规律。2020年下学期长沙市第十一中学高一化学2变量探究实验题的解题策略：解答变量探究类试题关键是在其他条件相同的前提下，只改变一个条件对研究对象的影响规律。注意：选择数据要有效，且变量统一，否则无法作出正确判断。2020年下学期长沙市第十一中学高一化学3思路总结：2020年下学期长沙市第十一中学高一化学4探究实例：探究温度、催化剂对反应：2H2O2====2H2OO2↑的影响，因此可以确定催化剂是否加入MnO2和温度加热、常温作为可变量，其他影响此反应速率的因素则控制为不变量。2020年下学期长沙市第十一中学高一化学探究对象的反应2H2O2====2H2O+O2↑控制的可变量催化剂温度控制的不变量浓度、温度等浓度、催化剂等实验实施方案取相同量的5%的H2O2于两支规格一样的试管中，向其中一支试管中加入少量MnO2，另一支不加，在常温下观察现象取相同量的5%的H2O2于两支规格一样的试管中，给其中一支试管加热，另一支试管不加热，观察现象1等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应，测定在不同时间t产生氢气体积V的数据，绘制得到下图，则曲线a、b、c、d所对应的实验组别